JP2522379B2 - 空間光伝送装置 - Google Patents
空間光伝送装置Info
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- JP2522379B2 JP2522379B2 JP1019023A JP1902389A JP2522379B2 JP 2522379 B2 JP2522379 B2 JP 2522379B2 JP 1019023 A JP1019023 A JP 1019023A JP 1902389 A JP1902389 A JP 1902389A JP 2522379 B2 JP2522379 B2 JP 2522379B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は空間光伝送装置に関し、特に送受信光にレー
ザ光を用い遠距離の伝送に使用できる空間光伝送装置に
関する。
ザ光を用い遠距離の伝送に使用できる空間光伝送装置に
関する。
従来、この種の空間光伝送装置としては、第５図の構
成図に示すように送信光21は、光送信器２から出射さ
れ、ビームスプリッタ12を通過後に受信光22を追尾する
ためのミラー角度駆動機構９を通り、光アンテナ部11で
ビーム径，拡がり角等を変換され出射する。一方、受信
光22は、光アンテナ部11で受信後、ミラー角度駆動機構
９を通り、無偏光タイプのビームスプリッタ12で反射さ
れた後無偏光タイプのビームスプリッタ13で分岐され、
光受信器３、角度誤差検出器４へ入射する。受信光の追
尾は角度誤差検出器４で検出された受信光の角度誤差信
号をミラー駆動用制御回路５に送り、ミラー角度駆動機
構９にフィードバックすることにより行なう。このよう
に、送受信光を共軸とし、光アンテナ部及びミラー角度
駆動機構部を送受共用した空間光伝送装置であった。
成図に示すように送信光21は、光送信器２から出射さ
れ、ビームスプリッタ12を通過後に受信光22を追尾する
ためのミラー角度駆動機構９を通り、光アンテナ部11で
ビーム径，拡がり角等を変換され出射する。一方、受信
光22は、光アンテナ部11で受信後、ミラー角度駆動機構
９を通り、無偏光タイプのビームスプリッタ12で反射さ
れた後無偏光タイプのビームスプリッタ13で分岐され、
光受信器３、角度誤差検出器４へ入射する。受信光の追
尾は角度誤差検出器４で検出された受信光の角度誤差信
号をミラー駆動用制御回路５に送り、ミラー角度駆動機
構９にフィードバックすることにより行なう。このよう
に、送受信光を共軸とし、光アンテナ部及びミラー角度
駆動機構部を送受共用した空間光伝送装置であった。
上述した従来の空間光伝送装置は受信光の偏光方向が
不明の場合にはビームスプリッタ12,13は無偏光タイプ
のものを選定することが必要となる。さらに、もし、送
受信光の波長が同じか、又は、ほとんど同じである場
合、ビームスプリッタ12はハーフミラーとして使用せね
ばならないので、送受信光レベルとしてそれぞれ3dB程
度のロスが生じることになる。従って、対向で約6dB程
度のロスとなり、回線設計上不利となる欠点がある。
不明の場合にはビームスプリッタ12,13は無偏光タイプ
のものを選定することが必要となる。さらに、もし、送
受信光の波長が同じか、又は、ほとんど同じである場
合、ビームスプリッタ12はハーフミラーとして使用せね
ばならないので、送受信光レベルとしてそれぞれ3dB程
度のロスが生じることになる。従って、対向で約6dB程
度のロスとなり、回線設計上不利となる欠点がある。
一方、送受信光の波長を別々に選んだ場合、ビームス
プリッタ12は、波長選択可能なダイクロイックミラーを
使用することができるので、送受信光レベルのロスはほ
とんど発生しない。しかし、ダイクロイックミラーは対
向する空間光伝送装置が１台に限らず多種の装置が想定
される場合に送受信光の波長を１装置ごとに選ぶことが
必要となり、システム設計上のバリエーションが非常に
限定されてしまうという欠点がある。さらに発光素子と
しての半導体レーザの発振波長選定や無偏光タイプの光
学素子の設計製作等のコストからも不利となる欠点があ
る。
プリッタ12は、波長選択可能なダイクロイックミラーを
使用することができるので、送受信光レベルのロスはほ
とんど発生しない。しかし、ダイクロイックミラーは対
向する空間光伝送装置が１台に限らず多種の装置が想定
される場合に送受信光の波長を１装置ごとに選ぶことが
必要となり、システム設計上のバリエーションが非常に
限定されてしまうという欠点がある。さらに発光素子と
しての半導体レーザの発振波長選定や無偏光タイプの光
学素子の設計製作等のコストからも不利となる欠点があ
る。
本発明の空間光伝送装置は、自局と対向局との間の空
間で送受される送受信レーザ光の光軸が共通であり前記
自局における送信光の偏光方向に対して前記対向局から
の受信光の偏光方向が任意の偏光角度で受光する前記送
受信レーザ光である場合に前記受信光の光軸の入射角度
誤差を追尾補正する駆動機構を含む光アンテナ部と、前
記自局の送信光を透過し前記光アンテナ部からの受信光
を分離する第１のビームスプリッタと、前記第１のビー
ムスプリッタで分離された受信光を２分岐する第２のビ
ームスプリッタと、前記第２のビームスプリッタで分岐
された一方の受信光のレベルに対応するレベル信号を出
力する光受信器と、前記レベル信号を情報として入力し
前記光アンテナ部の駆動機構を制御する信号を演算処理
する制御信号処理回路とを有する空間光伝送装置におい
て、前記光アンテナ部と前記第１のビームスプリッタと
の間に配置され前記光アンテナ部からの受信光と前記第
１のビームスプリッタからの送信光を互いに反対方向か
ら入射しそれぞれ偏光方向の回転を行うように駆動され
る駆動部付きのλ/2波長板を備えたレーザライン回転器
と、前記第１のビームスプリッタを偏光型のビームスプ
リッタとし、前記光受信器から出力されるレベル信号が
最大になるように前記制御信号処理回路で演算処理した
信号を入力して前記λ/2波長板を駆動するレーザライン
回転器駆動用制御回路とを有する。
間で送受される送受信レーザ光の光軸が共通であり前記
自局における送信光の偏光方向に対して前記対向局から
の受信光の偏光方向が任意の偏光角度で受光する前記送
受信レーザ光である場合に前記受信光の光軸の入射角度
誤差を追尾補正する駆動機構を含む光アンテナ部と、前
記自局の送信光を透過し前記光アンテナ部からの受信光
を分離する第１のビームスプリッタと、前記第１のビー
ムスプリッタで分離された受信光を２分岐する第２のビ
ームスプリッタと、前記第２のビームスプリッタで分岐
された一方の受信光のレベルに対応するレベル信号を出
力する光受信器と、前記レベル信号を情報として入力し
前記光アンテナ部の駆動機構を制御する信号を演算処理
する制御信号処理回路とを有する空間光伝送装置におい
て、前記光アンテナ部と前記第１のビームスプリッタと
の間に配置され前記光アンテナ部からの受信光と前記第
１のビームスプリッタからの送信光を互いに反対方向か
ら入射しそれぞれ偏光方向の回転を行うように駆動され
る駆動部付きのλ/2波長板を備えたレーザライン回転器
と、前記第１のビームスプリッタを偏光型のビームスプ
リッタとし、前記光受信器から出力されるレベル信号が
最大になるように前記制御信号処理回路で演算処理した
信号を入力して前記λ/2波長板を駆動するレーザライン
回転器駆動用制御回路とを有する。
次に、本発明について図面を参照して説明する。
第１図は本発明による空間光伝送装置の第１の実施例
を示す構成図である。送信光21は光送信器２から出射さ
れ、ビームスプリッタ12を通過後にレーザライン回転器
１を通過し、ミラー角度駆動機構9,光アンテナ部11を通
過し出射される。一方、受信光22は光アンテナ部11,ミ
ラー角度駆動機構９を通過した後、レーザライン回転器
１によりその偏光方向が光送信器２の偏光方向と直交す
るように補正される。この補正された受信光はビームス
プリッタ12により反射された後、ビームスプリッタ13で
分岐され、光受信器3,角度誤差検出器４へ入射される。
受信光の追尾は従来例と同様に角度誤差検出器４で検出
された受信光の角度誤差信号をミラー駆動用制御回路５
を通し、ミラー角度駆動機構９にフィードバックするこ
とにより行なう。ここで、ビームスプリッタ12は、ビー
ムの偏光方向成分の分離が可能な偏光ビームスプリッタ
を採用しているので、送信光はぼぼ100パーセント透過
し、受信光はほぼ100パーセント反射する特性を有する
ことができる。
を示す構成図である。送信光21は光送信器２から出射さ
れ、ビームスプリッタ12を通過後にレーザライン回転器
１を通過し、ミラー角度駆動機構9,光アンテナ部11を通
過し出射される。一方、受信光22は光アンテナ部11,ミ
ラー角度駆動機構９を通過した後、レーザライン回転器
１によりその偏光方向が光送信器２の偏光方向と直交す
るように補正される。この補正された受信光はビームス
プリッタ12により反射された後、ビームスプリッタ13で
分岐され、光受信器3,角度誤差検出器４へ入射される。
受信光の追尾は従来例と同様に角度誤差検出器４で検出
された受信光の角度誤差信号をミラー駆動用制御回路５
を通し、ミラー角度駆動機構９にフィードバックするこ
とにより行なう。ここで、ビームスプリッタ12は、ビー
ムの偏光方向成分の分離が可能な偏光ビームスプリッタ
を採用しているので、送信光はぼぼ100パーセント透過
し、受信光はほぼ100パーセント反射する特性を有する
ことができる。
次に、レーザライン回転器１について説明する。本実
施例では光学素子としてλ/2波長板８を使用している。
λ/2波長板８は、第３図の原理説明図に示すように、入
射光31の偏光方向と波長板の結晶の光軸方向30の角度が
θのときに、その出射光32の偏光方向は入射光の偏光方
向に対して角度２θだけ回転させることができる。この
ようなλ/2波長板を使用して送信光と受信光とのなす角
度を直交させる原理を第４図の原理説明図を参照しなが
ら述べる。第４図は、λ/2波長板の結晶の光軸方向30
と、受信光および送信光である入出射光の偏光方向の関
係を示している。受信入射光偏光方向41はλ/2波長板を
通過し、受信出射光偏光方向42に変換される。一方、こ
の受信出射光偏光方向42と直交する送信入射光偏光方向
44は、結晶の光軸方向30とはψ＝90゜−θの角度となる
ので、λ/2波長板を通過したあとの送信光は送信出射光
偏光方向43となる。したがって、受信入射光偏光方向41
と送信出射光偏光方向43とのなす角度はθ＋ψ＝90゜と
なり直交することがわかる。レーザライン回転器１は、
このような特性を利用してλ/2波長板をモータ等により
回転させることにより、ビームの偏光方向を任意に設定
することができる。レーザランイン回転器１の制御は、
外部から制御信号処理回路10に入力される情報を用いる
か、又は、本実施例の構成である光送信器３又は、角度
誤差検出器４からの光受信レベル信号を制御信号処理回
路10により識別して得られた回転量，回転方向に関する
信号をレーザライン回転器駆動用制御回路６を通しレー
ザライン回転器１のλ/2波長板駆動部７に送り、回転角
の制御を行なう。このようにして対向局から送られて来
た受信光に対して直交する送信光を対向局に出射でき
る。すなわち、本方式による空間光伝送装置を用いれ
ば、対向する空間光伝送装置との間で伝送される送受信
光の偏光方向は直交したままなので、対向局の空間光伝
送装置は、レーザライン回転器による受信光の偏光方向
の補正を必要としない。
施例では光学素子としてλ/2波長板８を使用している。
λ/2波長板８は、第３図の原理説明図に示すように、入
射光31の偏光方向と波長板の結晶の光軸方向30の角度が
θのときに、その出射光32の偏光方向は入射光の偏光方
向に対して角度２θだけ回転させることができる。この
ようなλ/2波長板を使用して送信光と受信光とのなす角
度を直交させる原理を第４図の原理説明図を参照しなが
ら述べる。第４図は、λ/2波長板の結晶の光軸方向30
と、受信光および送信光である入出射光の偏光方向の関
係を示している。受信入射光偏光方向41はλ/2波長板を
通過し、受信出射光偏光方向42に変換される。一方、こ
の受信出射光偏光方向42と直交する送信入射光偏光方向
44は、結晶の光軸方向30とはψ＝90゜−θの角度となる
ので、λ/2波長板を通過したあとの送信光は送信出射光
偏光方向43となる。したがって、受信入射光偏光方向41
と送信出射光偏光方向43とのなす角度はθ＋ψ＝90゜と
なり直交することがわかる。レーザライン回転器１は、
このような特性を利用してλ/2波長板をモータ等により
回転させることにより、ビームの偏光方向を任意に設定
することができる。レーザランイン回転器１の制御は、
外部から制御信号処理回路10に入力される情報を用いる
か、又は、本実施例の構成である光送信器３又は、角度
誤差検出器４からの光受信レベル信号を制御信号処理回
路10により識別して得られた回転量，回転方向に関する
信号をレーザライン回転器駆動用制御回路６を通しレー
ザライン回転器１のλ/2波長板駆動部７に送り、回転角
の制御を行なう。このようにして対向局から送られて来
た受信光に対して直交する送信光を対向局に出射でき
る。すなわち、本方式による空間光伝送装置を用いれ
ば、対向する空間光伝送装置との間で伝送される送受信
光の偏光方向は直交したままなので、対向局の空間光伝
送装置は、レーザライン回転器による受信光の偏光方向
の補正を必要としない。
次に本発明の第２の実施例について説明する。第２図
は、第２の実施例を示す構成図である。ミラー角度駆動
機構９とレーザライン回転器１との間に受信光レベル検
出用のビームスプリッタ14とその反射光レベルを検出す
る光レベル検出器15とを第１の実施例に追加しているほ
かは第１の実施例と同じ構成である。
は、第２の実施例を示す構成図である。ミラー角度駆動
機構９とレーザライン回転器１との間に受信光レベル検
出用のビームスプリッタ14とその反射光レベルを検出す
る光レベル検出器15とを第１の実施例に追加しているほ
かは第１の実施例と同じ構成である。
第２の実施例の動作を説明する。ここでレーザライン
回転器１への入射光が直線偏光の場合に得られるレーザ
ライン回転器１の最大透過率Tmaxは既知の値とする。
今、光レベル検出器15でレーザライン回転器１の入射前
の光レベルPinをモニタし、光受信器３、又は、角度誤
差検出器４でレーザライン回転器透過後の光レベルPout
をモニタすると、それらの比のPout/Pinを制御信号処理
回路10で演算した値が常にTmaxと一致するようにレーザ
ライン回転器１を制御することにより、さらに送受信光
が効率よく分離できる。この方式を用いるとことにより
対向する空間伝送装置間での空間損失が、例えば大気の
シンチレーション等の影響により変化した場合でも、Po
ut/Pinの比を一定に保つように制御すればレーザライン
回転器１はさらに正確に制御でき送受信光が効率良く分
離できる。
回転器１への入射光が直線偏光の場合に得られるレーザ
ライン回転器１の最大透過率Tmaxは既知の値とする。
今、光レベル検出器15でレーザライン回転器１の入射前
の光レベルPinをモニタし、光受信器３、又は、角度誤
差検出器４でレーザライン回転器透過後の光レベルPout
をモニタすると、それらの比のPout/Pinを制御信号処理
回路10で演算した値が常にTmaxと一致するようにレーザ
ライン回転器１を制御することにより、さらに送受信光
が効率よく分離できる。この方式を用いるとことにより
対向する空間伝送装置間での空間損失が、例えば大気の
シンチレーション等の影響により変化した場合でも、Po
ut/Pinの比を一定に保つように制御すればレーザライン
回転器１はさらに正確に制御でき送受信光が効率良く分
離できる。
以上説明したように本発明は、従来の空間光伝送装置
に、レーザライン回転器を付加することにより、受信光
の偏光方向が不明の場合でも送受信光の分離が偏光ビー
ムスプリッタによりほとんどロスなく行なえる効果があ
る。また、本発明を採用すれば無偏光タイプの光学素子
を使用せずに同じ波長の送受信光を使用でき、実用性の
高い空間光伝送装置を実現できる効果がある。さらに、
空間光伝送装置を複数台用いるシステムにおいて、本発
明を適用することにより空間光伝送システム設計上有利
になることは明らかである。
に、レーザライン回転器を付加することにより、受信光
の偏光方向が不明の場合でも送受信光の分離が偏光ビー
ムスプリッタによりほとんどロスなく行なえる効果があ
る。また、本発明を採用すれば無偏光タイプの光学素子
を使用せずに同じ波長の送受信光を使用でき、実用性の
高い空間光伝送装置を実現できる効果がある。さらに、
空間光伝送装置を複数台用いるシステムにおいて、本発
明を適用することにより空間光伝送システム設計上有利
になることは明らかである。
第１図は本発明の第１の実施例を示す構成図、第２図は
本発明の第２の実施例を示す構成図、第３図，第４図は
第１および第２の実施例の原理説明図、第５図は従来の
空間光伝送装置の構成図である。 １……レーザライン回転器、２……光送信器、３……光
受信器、４……角度誤差検出器、５……ミラー駆動用制
御回路、６……レーザライン回転器駆動用制御回路、７
……λ/2波長駆動部、８……λ/2波長板、９……ミラー
角度駆動機構、10……制御信号処理回路、11……光アン
テナ部、12〜14……ビームスプリッタ、15……光レベル
検出器。
本発明の第２の実施例を示す構成図、第３図，第４図は
第１および第２の実施例の原理説明図、第５図は従来の
空間光伝送装置の構成図である。 １……レーザライン回転器、２……光送信器、３……光
受信器、４……角度誤差検出器、５……ミラー駆動用制
御回路、６……レーザライン回転器駆動用制御回路、７
……λ/2波長駆動部、８……λ/2波長板、９……ミラー
角度駆動機構、10……制御信号処理回路、11……光アン
テナ部、12〜14……ビームスプリッタ、15……光レベル
検出器。
Claims (1)
- 【請求項１】自局と対向局との間の空間で送受される送
受信レーザ光の光軸が共通であり前記自局における送信
光の偏光方向に対して前記対向局からの受信光の偏光方
向が任意の偏光角度で受光する前記送受信レーザ光であ
る場合に前記受信光の光軸の入射角度誤差を追尾補正す
る駆動機構を含む光アンテナ部と、前記自局の送信光を
透過し前記光アンテナ部からの受信光を分離する第１の
ビームスプリッタと、前記第１のビームスプリッタで分
離された受信光を２分岐する第２のビームスプリッタ
と、前記第２のビームスプリッタで分岐された一方の受
信光のレベルに対応するレベル信号を出力する光受信器
と、前記レベル信号を情報として入力し前記光アンテナ
部の駆動機構を制御する信号を演算処理する制御信号処
理回路とを有する空間光伝送装置において、 前記光アンテナ部と前記第１のビームスプリッタとの間
に配置され前記光アンテナ部からの受信光と前記第１の
ビームスプリッタからの送信光を互いに反対方向から入
射しそれぞれ偏光方向の回転を行うように駆動される駆
動部付きのλ/2波長板を備えたレーザライン回転器と、
前記第１のビームスプリッタを偏光型のビームスプリッ
タとし、前記光受信器から出力されるレベル信号が最大
になるように前記制御信号処理回路で演算処理した信号
を入力して前記λ/2波長板を駆動するレーザライン回転
器駆動用制御回路とを有することを特徴とする空間光伝
送装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1019023A JP2522379B2 (ja) | 1989-01-26 | 1989-01-26 | 空間光伝送装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1019023A JP2522379B2 (ja) | 1989-01-26 | 1989-01-26 | 空間光伝送装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02198234A JPH02198234A (ja) | 1990-08-06 |
| JP2522379B2 true JP2522379B2 (ja) | 1996-08-07 |
Family
ID=11987879
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1019023A Expired - Lifetime JP2522379B2 (ja) | 1989-01-26 | 1989-01-26 | 空間光伝送装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2522379B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010258598A (ja) * | 2009-04-22 | 2010-11-11 | Hamamatsu Photonics Kk | 光空間伝送システム |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2743661B2 (ja) * | 1991-10-25 | 1998-04-22 | 日本電気株式会社 | 光ビーム追尾受信方式 |
| JPH06104848A (ja) * | 1992-09-21 | 1994-04-15 | Canon Inc | 双方向空間光通信装置 |
| JP2005286466A (ja) * | 2004-03-29 | 2005-10-13 | Kddi Corp | 光空間伝送システム |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58111447A (ja) * | 1981-12-24 | 1983-07-02 | Yokogawa Hokushin Electric Corp | 双方向性光デ−タ・バス |
| JPS5928116A (ja) * | 1982-08-09 | 1984-02-14 | Mitsubishi Electric Corp | 光結合器 |
| JPS61186913A (ja) * | 1985-02-15 | 1986-08-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 偏波面保存光フアイバコネクタ |
-
1989
- 1989-01-26 JP JP1019023A patent/JP2522379B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010258598A (ja) * | 2009-04-22 | 2010-11-11 | Hamamatsu Photonics Kk | 光空間伝送システム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02198234A (ja) | 1990-08-06 |
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